李璐璐^**, 明博^**, 谢瑞芝^**, 王克如^**, 侯鹏^**, 李少昆^,*中国农业科学院作物科学研究所 / 农业部作物生理生态重点实验室, 北京100081

Grain Dehydration Types and Establishment of Mechanical Grain Harvesting Time for Summer Maize in the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain

LI Lu-Lu^**, MING Bo^**, XIE Rui-Zhi^**, WANG Ke-Ru^**, HOU Peng^**, LI Shao-Kun^,*Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Physiology and Ecology, Beijing 100081, China

通讯作者: * 李少昆, E-mail: lishaokun@caas.cn, Tel: 010-82108891

第一联系人: ^** 同等贡献(Contributed equally to this work)李璐璐, E-mail: lilulu19910818@163.com; 明博, E-mail: mingbo@caas.cn
收稿日期:2018-02-8接受日期:2018-06-12网络出版日期:2018-08-07

基金资助:

本研究由国家重点研发计划项目.2016YFD0300605 国家自然科学基金项目.31371575 国家现代农业产业技术体系建设专项.CARS-02-25 中国农业科学院农业科技创新工程项目资助

Received:2018-02-8Accepted:2018-06-12Online:2018-08-07

Fund supported:

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China.2016YFD0300605 the National Natural Science Foundation of China.31371575 the China Agriculture Research System.CARS-02-25 the Agricultural Science and Technology Innovation Project of Chinese Academy of Agricultural Sciences

摘要
黄淮海一年两熟模式下玉米成熟和熟后籽粒脱水的热量资源紧缺, 是制约机械粒收在该区域发展的关键因素。本文尝试建立黄淮海一年两熟制地区玉米机械粒收适宜品种筛选和以授粉至生理成熟积温和生理成熟期籽粒含水率为指标, 运用双向平均法将参试品种划分为晚熟高含水率(I)、早熟高含水率(II)、早熟低含水率(III)和晚熟低含水率(IV)4种类型。基于玉米生长进程及籽粒含水率动态测试, 估算不同品种播种至适宜机械粒收含水率(28%、25%)所需活动积温, 以黄淮海区夏玉米常年播种日期为起点, 结合历史气象资料的累积计算, 利用地统计分析技术明确不同类型品种适宜机械粒收的时空分布规律, 建立适宜机械粒收时期的预测方法, 为机械粒收在黄淮海区域推广提供指导。选择27个主推品种, 播种至籽粒含水率下降到28%、25%所需要积温分别为, 类型I 2982°C d、3118°C d, 类型II 2770°C d、2873°C d, 类型III 2729°C d、2845°C d, 类型IV 2860°C d、2980°C d。类型III品种降至28%、25%含水率时间分别较类型II品种早2~3 d、约2 d, 较类型IV品种早7~9 d、7~10 d, 较类型I品种早13~17 d、16~17 d。各类型品种籽粒由28%含水率降至25%水平, 所需时间约6~8 d。在当前玉米种植模式及下茬小麦适期播种条件下, 黄淮海南部的豫南、皖北地区, 各类玉米品种均能满足籽粒脱水至适宜机械粒收含水率的要求, 而在黄淮海北部、关中西部以及山东半岛地区, 现有品种很难降至适宜含水率, 需通过选择早熟和籽粒脱水快的适宜品种加以实现。本研究建立的以积温预测籽粒含水率动态变化及其适宜机械粒收时间的预测方法, 为各地合理配置玉米粒收品种、确定适宜机械粒收时间提供了可行的技术方法。
关键词： 玉米;籽粒含水率;脱水类型;粒收时期;空间分布

Abstract
The wheat-maize double cropping system limits the heat resources of maize ripening and dewatering, which is the key factor to restrict the development of mechanical grain harvesting in the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain. In this paper, methods of the optimum cultivar selection and harvesting time forecast were established to provide guidance for the promotion of mechanical grain harvesting in the double cropping system of the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain. Twenty-seven main planting cultivars were selected and divided into four types by using the two-way average method. This method based on two parameters including the accumulated temperature from pollination to physiological maturity and the grain moisture content at physiological maturity. These four types were the later maturing and higher moisture content (I), the earlier maturing and higher moisture content (II), the earlier maturing and lower moisture content (III) and the later maturing and lower moisture content (IV). When grain moisture content reduced to 28% and 25% (suitable for mechanical grain harvesting) the cultivars’ active accumulated temperatures were simulated based on measurements of vegetative growth stage and dynamic change of grain moisture. According to the accumulated temperature and the historical meteorological data, the suitable days for mechanical grain harvesting of different cultivar types were estimated by using the geostatistical analysis method based on the starting points of normal sowing dates in the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain, thus establishing the prediction method of optimum dates for mechanical grain harvesting. The accumulated temperatures from sowing to the time reaching grain moisture of 28% and 25% were 2982°C d and 3118°C d (I), 2770°C d and 2873°C d (II), 2729°C d and 2845°C d (III), and 2860°C d and 2980°C d (IV), respectively. The time for the type III cultivar with 28% and 25% moisture content respectively was two to three days and about two days earlier than that for the type II cultivar, seven to nine days and seven to ten days earlier than that for the IV type cultivar, and thirteen to seventeen days and sixteen to seventeen days earlier than that for the type I cultivar. All types of cultivar needed six to eight days to reduce grain moisture from 28% to 25%. Under the current maize cropping pattern and the sowing date of following wheat, all maize cultivars could be planted for mechanical grain harvesting in southern Henan and northern Anhui provinces in the southern Yellow-Huai-Hai Rivers Plain, while no cultivars could be used in the northern Yellow-Huai-Hai Rivers Plain, Guanzhong Area, and Shandong Peninsula where the mechanical grain harvesting of summer maize should be realized by selecting cultivar with the shorter maturing date and the rapid dehydration characteristic. In this study, the method to predict the dynamic change of grain moisture content and the optimum time of mechanical grain harvesting was established by the accumulated temperature. This method provides a feasible technical means for rationally distributing the grain harvesting cultivars and determining the suitable harvesting time.
Keywords：maize;grain moisture content;dehydration types;grain harvesting time;spatial distribution


PDF (3218KB)元数据多维度评价相关文章导出EndNote|Ris|Bibtex收藏本文
本文引用格式
李璐璐, 明博, 谢瑞芝, 王克如, 侯鹏, 李少昆. 黄淮海夏玉米品种脱水类型与机械粒收时间的确立[J]. 作物学报, 2018, 44(12): 1764-1773. doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01764
LI Lu-Lu, MING Bo, XIE Rui-Zhi, WANG Ke-Ru, HOU Peng, LI Shao-Kun. Grain Dehydration Types and Establishment of Mechanical Grain Harvesting Time for Summer Maize in the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain[J]. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(12): 1764-1773. doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01764


玉米籽粒含水率是影响收获时间、收获质量、烘干储运以及商用品质的重要因素^[1,2,3,4]。黄淮海平原是中国重要的粮食产区, 区域内普遍采用冬小麦-夏玉米一年两熟模式, 受冬小麦收获和播种时间的双重限制, 夏玉米生长、成熟和脱水的热量资源相对紧张, 加之黄淮海区域夏玉米品种生育期偏长^[5], 收获时籽粒含水率通常在30%~40%, 甚至更高^[6,7,8,9,10], 难以满足机械粒收建议低于28%或25%的要求^{[11,12,13,14,15]}。美国玉米机械粒收高峰期迟于生理成熟高峰期约1个月, 收获时籽粒含水率一般降低至15%~25%^[16,17], 而在黄淮海现有种植模式下通过推迟收获期降低籽粒含水率的力度有限。因此根据黄淮海区域气候条件及区域内热量条件的差异, 选择熟期适宜、生理成熟期籽粒含水率低、脱水快的品种; 通过品种配置和栽培技术配套, 协调籽粒成熟与降低含水率的矛盾, 在不影响产量水平的前提下有效降低收获时籽粒含水率, 是解决黄淮海一年两熟模式下夏玉米机械粒收问题的有效途径, 目前国内对此鲜有报道。本研究基于黄淮海夏玉米区主栽品种籽粒脱水进程的动态测定与分析, 明确品种间籽粒含水率变化动态及其脱水特征的差异, 尝试将当前品种根据熟期和脱水特性分类; 以不同类型品种达到适宜籽粒收获含水率的积温分析各类品种在黄淮海夏玉米区适宜机械粒收时间的空间分布, 为黄淮海夏玉米区机械粒收品种筛选和技术推广提供理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2014年在中国农业科学院作物科学研究所中圃场试验田(北京, 39°95′N, 116°30′E), 2015—2016年在中国农业科学院新乡综合试验站(河南新乡, 35°10′N, 113°47′E)开展试验, 试验期间温度和降水情况如表1。种植密度均为75 000株 hm^-2, 田间管理同大田生产。2014年于6月1日播种, 9个参试品种, 大区种植, 每区长10 m, 宽6 m, 面积60 m²; 2015年于6月16日播种, 11个参试品种, 随机区组设计, 每品种重复3次, 小区长8 m, 宽5.4 m, 面积43.2 m²; 2016年于6月4日播种, 17个参试品种, 大区种植, 每区长18 m, 宽7.8 m, 面积140.4 m²。参试品种为黄淮海区生产中应用面积较大的夏播玉米审定品种(表2)。

Table 1
表1
表1试验期间温度和降水情况
Table 1Temperature and precipitation during the experiment

		日期 Date (month/day)
		6/1-6/30	7/1-7/31	8/1-8/31	9/1-9/30	10/1-10/31	11/1-11/30
2014北京 2014 Beijing	积温 Accumulated temperature (°C)	752.1	870.0	814.6	629.1	434.7
	降水Precipitation (mm)	91.8	119.8	50.1	127.6	12.0
2015河南新乡 2015 Xinxiang, Henan	积温 Accumulated temperature (°C)	799.6	862.0	827.7	662.9	510.6	192.5
	降水Precipitation (mm)	87.7	77.2	115.0	39.6	36.3	57.6
2016河南新乡 2016 Xinxiang, Henan	积温 Accumulated temperature (°C)	796.3	876.9	850.2	712.5	504.8
	降水Precipitation (mm)	136.7	552.3	95.9	32.0	66.4

Accumulated temperature ≥ 0°C. Precipitation was 414 mm on July 29, 2016 in Xinxiang, Henan.
积温为大于等于0°C活动积温。河南新乡2016年7月29日当天降水414 mm。

新窗口打开|下载CSV

Table 2
表2
表2试验品种名称
Table 2Hybrids weed in the experiment

年份Year	品种 Hybrid
2014	郑单958, 先玉335, 华美1号, KWS1568, KX9384, 先玉696, 真金8号, 中种8号, 迪卡519 Zhengdan 958 (ZD958), Xianyu 335 (XY335), Huamei 1 (HM1), KWS1568, KX9384, Xianyu 696 (XY696), Zhenjin 8 (ZJ8), Zhongzhong 8 (ZZ8), Dika519 (DK519)
2015	郑单958, 先玉335, 农华101, 农华816, 京农科728, 中单909, 宁玉721, 联创808, 裕丰303, 中科玉505, 禾田1号 Zhengdan 958 (ZD958), Xianyu 335 (XY335), Nonghua 101 (NH101), Nonghua 816 (NH816), Jingnongke 728 (JNK728), Zhongdan 909 (ZD909), Ningyu 721 (NY721), Lianchuang 808 (LC808), Yufeng 303 (YF303), Zhongkeyu 505 (ZKY505), Hetian1 (HT1)
2016	郑单958, 先玉335, 农华101, 农华816, 京农科728, 中单909, 华美1号, 真金323, 新单58, 新单65, 辽单575, 锦华318, 锦华207, 金通152, 迪卡517, 陕单636, 丰垦139 Zhengdan 958 (ZD958), Xianyu 335 (XY335), Nonghua 101 (NH101), Nonghua 816 (NH816), Jingnongke 728 (JNK728), Zhongdan 909 (ZD909), Huamei 1 (HM1), Zhenjin 323 (ZJ323), Xindan 58 (XD58), Xindan 65 (XD65), Liaodan 575 (LD575), Jinhua 318 (JH318), Jinhua 207 (JH207), Jintong 152 (JT152), Dika 517 (DK517), Shaandan 636 (SD636), Fengken 139 (FK139)

新窗口打开|下载CSV

1.2 玉米品种积温需求与分类

基于新乡试验站长期开展的籽粒含水率变化动态研究^[18,19,20], 采用Logistic Power非线性增长模型^[20]建立全部参试品种的籽粒含水率预测模型, 估算自授粉至达到机械粒收理想含水率(28%和25%)所需要的活动积温(≥0°C积温, 以下简称积温)。根据试验记载的生育期数据, 计算各品种自播种至吐丝期的多年平均积温需求。在此基础上, 将播种至吐丝观测积温及籽粒脱水估算积温相加, 获得各品种自播种至理想含水率所需积温。

将授粉至生理成熟的积温与生理成熟期籽粒含水率这2个指标作为品种分类的标准^[20], 以试验获取的各品种授粉至生理成熟积温和生理成熟期籽粒含水率数据建立散点图, 采用双向平均法将参试品种划分为4种类型。将各类品种自播种至理想含水率的积温需求取平均值, 代表4种类型品种所需积温, 以备用于估算区域适宜机械粒收日期。

1.3 适宜机械粒收日期估算和空间分析

1.3.1 播种日期的确定 适宜机械粒收日期估算以夏玉米常年播种期为起点, 各地夏玉米播种日期由96个夏播玉米主产县调查数据进行地统计分析得出。其中, 70个县为玉米产业技术体系黄淮海夏玉米种植区示范县, 26个为非示范县的主产县。将全部96个县的常年播种日期转化为日序进行空间分析。

1.3.2 播种日期调查县与气象站点的融合 气象数据包括黄淮海夏玉米区81个气象站点^[21](去除高海拔气象站点)多年气象数据(1961—2015)。利用ArcMap地理信息分析工具, 将各县播种日序值以普通克里格法(Ordinary Kriging)进行空间插值并栅格化处理^[22,23,24]。将气象站点图层与播种日序栅格图层叠加, 利用空间分析工具(Spatial Analyst Tools)提取气象站点所在坐标的播种日序空间插值结果, 获取各气象站点的常年播种日序。

1.3.3 适宜机械粒收日期的空间分布 根据4种类型品种自播种至达到理想籽粒含水率的积温需求, 以各气象站点的常年播种日序为起点, 计算4类品种达到理想含水率积温需求对应的日序。利用普通克里格法将该日序进行空间插值并栅格化处理, 得到4种类型品种在黄淮海夏玉米区适宜机械粒收日序的空间分布, 最后将日序转化为日期作图。

2 结果与分析

2.1 玉米品种脱水特征及其分类

根据全部参试品种3年间的试验结果, 确定以授粉至生理成熟平均积温1403.2°C d、生理成熟期平均含水率27.7%为界, 将参试品种划分为以下4种类型(图1和表3)。

图1

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图1生理成熟期籽粒含水率与授粉至生理成熟积温的关系

品种名称缩写见表2。
Fig. 1Relationships between grain moisture at physiological maturity and accumulated temperature during filling period

Abbreviations of hybrids are the same as those given in Table 2.


Table 3
表3
表3不同品种在不同阶段对活动积温的需求
Table 3Demands for accumulated temperature at different stages of different maize varieties (°C d)

类型 Type	品种 Hybrid	播种-出苗§ Sowing-Emergence	出苗-吐丝§ Emergence-Silking	授粉-生理成熟§ P-PM	授粉-28%# P-28% MC	授粉-25%# P-25% MC
I	ZD909(2015)	191	1276	1439	1453	1594
	XY335(2014)	169	1318	1446	1362	1446
	ZD958(2016)	116	1464	1501	1505	1664
	ZD909(2016)	116	1435	1501	1526	1684
II	DK519(2014)	169	1289	1334	1291	1370
	KWS1568(2014)	169	1347	1337	1322	1398
	ZJ8(2014)	169	1159	1394	1372	1470
	ZZ8(2014)	169	1289	1394	1382	1473
	ZD958(2014)	169	1456	1366	1431	1544
	HT1(2015)	191	1116	1166	1140	1221
	JNK728(2015)	191	1221	1200	1249	1354
	NH101(2015)	191	1276	1365	1331	1436
	NH816(2015)	191	1304	1316	1363	1474
	FK139(2016)	116	1215	1179	1293	1411
	HM1(2016)	116	1279	1344	1331	1436
	XD58(2016)	116	1279	1394	1388	1521
	ZJ323(2016)	116	1403	1389	1410	1544
III	KX9384(2015)	169	1120	1257	1065	1156
	JNK728(2016)	116	1310	1291	1260	1369
	NH816(2016)	116	1403	1389	1356	1476
	XD65(2016)	116	1371	1400	1332	1461
	LD575(2016)	116	1403	1389	1394	1528
IV	HM1(2014)	169	1158	1472	1447	1526
	XY696(2014)	169	1151	1533	1534	1627
	ZKY505(2015)	191	1304	1410	1307	1417
	LC808(2015)	191	1304	1439	1349	1465
	XY335(2015)	191	1276	1475	1348	1468
	NY721(2015)	191	1304	1485	1431	1575
	ZD958(2015)	191	1276	1475	1446	1599
	YF303(2015)	191	1276	1553	1489	1630
	DK517(2016)	116	1371	1443	1293	1412
	NH101(2016)	116	1371	1421	1345	1459
	JH207(2016)	116	1403	1457	1314	1434
	JT152(2016)	116	1403	1457	1363	1479
	XY335(2016)	116	1435	1490	1361	1483
	SD636(2016)	116	1310	1459	1417	1540
	JH318(2016)	116	1371	1553	1443	1580

品种名称缩写见表2; “P”表示授粉时期, “PM”表示生理成熟, “MC”表示含水率; ^§为实际调查数据, ^#为模型计算结果。本试验在吐丝后进行统一授粉, 吐丝期和授粉日期之间有0~3 d的间隔。
Abbreviations of hybrids are the same as those given in Table 2. “P” means the pollination. “PM” means the physiological maturity. “MC” means the moisture content. ^§ means actual research data. ^# means calculated data. There are 0-3 days interval between the silking date and the pollination date because of the controlled pollination.

新窗口打开|下载CSV

2.1.1 晚熟高含水率(I) 授粉至生理成熟积温平均为1472.0°C d, 生理成熟期籽粒含水率平均为29.0%。该类品种成熟晚且需要较长时间进行生理成熟后田间站秆脱水, 占全部品种的10.8%;

2.1.2 早熟高含水率(II) 授粉至生理成熟积温平均为1321.5°C d, 生理成熟期籽粒含水率平均为29.8%。该类品种成熟较早但仍需要较多时间进行生理成熟后田间站秆脱水, 占全部品种的35.1%;

2.1.3 早熟低含水率(III) 授粉至生理成熟积温平均为1345.4°C d, 生理成熟期籽粒含水率平均为26.6%。该类品种生理成熟早且含水率低, 可尽早达到机械粒收的适宜含水率标准, 占全部品种的13.5%;

2.1.4 晚熟低含水率(IV) 授粉至生理成熟积温平均为1474.9°C d, 生理成熟期籽粒含水率平均为26.0%, 该类品种成熟晚但生理成熟后籽粒脱水时间较短, 占全部品种的40.5%。

根据历年试验中播种、出苗、吐丝、生理成熟等关键生育期调查数据, 明确了各品种不同生育阶段的积温需求。利用籽粒含水率变化动态及气象数据, 建立了基于Logistic Power非线性增长模型的参试品种籽粒含水率预测模型。基于上述结果, 获得了各参试品种主要生育阶段及籽粒脱水过程的积温需求(表3)。根据品种分类结果, 各类型品种自播种至适宜机械粒收含水率的积温需求如表4所示。

Table 4
表4
表4不同类型玉米品种在不同阶段对积温的需求
Table 4Demands for accumulated temperature at different stages of different maize types (°C d)

类型 Type	播种-生理成熟 Sowing-PM	播种-28%含水 Sowing-28% MC	播种-25%含水 Sowing-25% MC
I	2993	2982	3118
II	2760	2770	2873
III	2793	2729	2845
IV	2942	2860	2980

缩写同表3。
Abbreviations are the same as those given in Table 3.

新窗口打开|下载CSV

2.2 黄淮海夏玉米播期分布

利用黄淮海区96个夏玉米主产县调研数据, 分析了区域^[25]夏玉米常年播种日期的时空分布规律(图2)。结果显示, 黄淮海夏玉米播种日期集中在6月上旬至中旬期间, 夏玉米播种趋势由豫西、豫南地区向东、向北逐步推进, 关中地区则由东向西逐步展开。这一趋势与冬小麦成熟和收获进程一致且相距时间较近, 多数区域为冬小麦收获后立即进行夏玉米播种。根据区域夏玉米播种日期分析结果, 以常年播种日期为起点, 累积计算所需积温, 最终明确区域适宜机械粒收的收获日期。

图2

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图2黄淮海夏玉米常年播种时间空间插值结果

图中黑点代表夏玉米播期调查的县、市、区(n=96)。
Fig. 2Interpolation result of summer maize sowing period

The black dots represent the location of the county used for spatial interpolation (n=96).

2.3 不同类型玉米品种适宜收获期估测

基于常年播种日期及不同类型品种至适宜籽粒含水率的积温需求, 分析了黄淮海夏播玉米区各类型品种适宜机械粒收的收获时期分布规律。图3显示了不同类型品种籽粒降至28%含水率时间的空间变化规律。整体上, 随着夏玉米播期和区域热量资源的变化, 降至28%籽粒含水率的时间由豫南、豫中地区向北、向东和向西逐渐延后。至河北北部、北京、天津、胶东半岛及关中西部等地, 现有品种籽粒含水率尚不能在10月下旬前降至28%。

图3

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图3黄淮海夏玉米不同类型品种籽粒降水至28%机收时间分布图

Fig. 3Distribution of mechanical harvesting time when grain moisture content reduces to 28% for different summer maize types in the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain



晚熟高含水率品种(I)仅河南大部地区可在10月初降至28%含水率, 山东西南部、河北邢台、皖北大部及苏北西部地区至10月中旬前籽粒含水率可降至28%, 其他地区种植类型I品种无法满足机械粒收的基本要求。早熟高含水率(II)和早熟低含水率(III)两类品种在籽粒含水率降至28%的时空变化规律相似, 在河南大部可分别于9月22日和9月19日前降至28%。山东、皖北和苏北地区籽粒脱水进程呈现由西向东次第延后的态势, 从9月下旬至10月中旬逐渐降至28%含水率。关中地区则由东向西变化, 自10月上旬籽粒含水率陆续降至28%。河北省的变化趋势则是由南向北逐步延后, 最早9月下旬可达28%含水率。晚熟低含水率品种(IV)在研究区域内的籽粒含水率变化趋势与II、III品种类似, 但达到28%含水率的时间整体偏晚, 至10月下旬依然无法达到粒收要求的地区范围有所扩大。

总体上早熟低含水率品种(III)达到28%含水率时间在黄淮海夏玉米区的变化推移早于早熟高含水率品种(II) 2~3 d, 平均早2 d; 较晚熟低含水率品种(IV)早7~9 d, 平均早8 d; 较晚熟高含水率品种(I)早13~17 d, 平均早15 d。

图4显示, 不同类型品种籽粒降至25%含水率整体时空分布规律与籽粒含水率降至28%的规律一致。以现有品种和种植模式, 尚不能在10月下旬前降至25%含水率的地区有所扩大, 包括河北保定以北、山东潍坊以东及关中大部地区。

图4

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图4黄淮海夏玉米不同类型品种籽粒降水至25%机收时间分布图

Fig. 4Distribution of mechanical harvesting time when grain moisture content reduces to 25% for different summer maize types in the Yellow-Huai-Hai Rivers Plain



早熟低含水率品种(III)降至25%最早为9月24日, 在9月23日至9月28日时间段内, 河南中南部部分地区籽粒含水率可降至25%, 其他品种类型则无法实现。至9月28日后, 早熟高含水率品种(II)、早熟低含水率品种(III)及晚熟低含水率品种(IV)籽粒脱水的空间变化趋势一致, 各时间阶段的分布区域逐渐向豫南、皖北区域收缩。晚熟高含水率品种(I)的含水率仅河南驻马店至安徽阜阳一带可在10月8日前后达到25%, 至10月中下旬, 只有河南中南部、皖北部分地区能够降至25%。

就区域总体而言, 与早熟低含水率品种(III)相比较, 早熟高含水率品种(II)籽粒含水率降至25%的时间约晚2 d; 晚熟低含水率品种(IV)约晚7~10 d, 平均晚8 d; 晚熟高含水率品种(I)约晚16~17 d, 平均晚16 d。同一类型品种降至28%和25%两个适宜含水率水平的时间, 晚熟高含水率品种(I)相差8~9 d, 平均相差8 d; 早熟高含水率品种(II)相差6~7 d, 平均6 d; 早熟低含水率品种(III)相差6~8 d, 平均相差7 d; 晚熟低含水率品种(IV)相差7~9 d, 平均相差7 d。 在黄淮海夏玉米区, 籽粒由28%含水率继续降至25%水平, 所需时间约6~8 d。

3 讨论

收获时的籽粒含水率是影响机械粒收质量的关键因素^[1-5,11-15], 也是黄淮海区玉米机械粒收技术推广所面临的主要问题。前期黄淮海区主推夏玉米品种的机械粒收试验结果显示^[14], 籽粒含水率小于28.21%, 破碎率可小于8%, 基本达到机械粒收的破碎率质量要求; 小于24.78%时, 破碎率可小于5%; 籽粒含水率在20%左右时, 收获质量最佳。本研究以28%及25%籽粒含水率作为分析黄淮海夏玉米适宜机械粒收时期的判定指标, 基于不同品种籽粒脱水动态分析及建立的籽粒含水率预测模型^[20], 建立了基于历史气象资料的不同类型品种适宜机械粒收时期的预测方法, 以黄淮海夏玉米常年播种日期为起点, 针对该区现有主推品种分析其适宜收获时间的空间分布规律, 对于推动区域机械粒收技术发展具有重要的指导意义, 也为其他玉米产区粒收品种筛选和粒收时间的确立提供了可行的技术方法。结果显示, 适宜机械粒收时间的空间分布趋势与区域内夏玉米播期的变化基本一致, 说明播期是决定适宜收获期的关键因素之一。但目前夏玉米免耕直播技术的推广已极大地缩短了麦收至夏播的时间间隔, 在不影响小麦生产的前提下, 通过提早夏玉米播期解决机械粒收应用问题的空间有限。黄淮海南部的豫南、皖北地区积温资源丰富, 供试各类品种均能在不影响冬小麦正常播种的前提下, 满足籽粒脱水至适宜机械粒收含水率的要求, 上述地区机械粒收技术应加快推广。而在黄淮海北部、关中西部以及山东半岛地区, 由于环境条件和冬小麦种植时间的限制^[26,27], 现有品种很难降至适宜含水率, 迫切需要选育和筛选早熟、脱水快的品种, 此外, 还可考虑调整熟制^[28,29,30]实现玉米粒收及综合效益提升。

由于黄淮海区内种植品种多样, 不同品种表现出较大的机械粒收适应性差异^[14], 主要集中在熟期适宜性和收获时籽粒含水率的适宜性两个方面。为了便于分析及结果呈现, 本研究依据授粉至生理成熟所需积温以及生理成熟期籽粒含水率为指标, 以全部参试品种试验测定数据和双向平均法为依据, 将品种划分为4种类型。其中, 前一个指标决定了生理成熟后至冬小麦播种限制玉米最晚收获时间的剩余积温量, 也就是可供籽粒脱水的积温量; 后一个指标则决定了籽粒达到适宜机械粒收所需要降低的含水率, 是黄淮海一年两熟模式下选择适宜机械粒收品种的关键指标。晚熟高含水率品种(I)成熟晚且生理成熟后仍需一定时间的脱水过程才适宜机械粒收, 适于这类品种的种植区域集中在豫南皖北区域。早熟低含水率品种(II)熟期早且生理成熟时含水率即可满足机械粒收要求, 在各地机械粒收试验示范中表现出良好的粒收性能, 可在黄淮海大部分区域推广应用。早熟高含水率品种(II)和晚熟低含水率品种(IV)占参试品种的75.6%, 是当前品种的主流类型。在各地机械粒收品种优选时, 应根据当地种植模式、小麦适宜播期及积温资源情况合理选用。

品种优选是一项重要的生产技术, 通过熟期、抗病性和生态适应性等指标优选配置品种, 可以发挥品种潜力以获得更优的产量表现。以往生产中为了获得更高的产量, 多选用相对晚熟的品种以充分利用当地积温, 收获时果穗刚刚达到甚至尚未达到生理成熟^[5,6,7], 造成黄淮海夏玉米收获期籽粒含水率偏高的现象, 影响了区域机械粒收技术的推广。因此, 黄淮海区夏玉米品种筛选需协调玉米成熟和籽粒脱水的积温需求, 以满足产量和收获时含水率的双重目标需求。本研究围绕黄淮海区域现有的主推品种展开, 目前适合机械粒收的审定品种还很少, 难免会影响品种类型划分的结果。今后可选择适宜机械粒收及晚熟高含水率的标准对照种, 建立品种类型划分标准, 指导适宜机械粒收品种的选育和生产应用。此外, 区域适宜机械粒收时期的预测方法中, 播种至吐丝阶段的积温需求及籽粒含水率估算模型在区域和年际间的稳定性尚待研究完善。

4 结论

本研究建立了适宜机械粒收时期的预测方法。根据授粉至生理成熟积温和生理成熟期籽粒含水率, 将黄淮海夏玉米区27个主推品种划分为4种类型。明确了各类型品种播种至籽粒28%、25%含水率所需要的积温。明确了不同类型品种适宜机械粒收的时空分布规律, 类型III品种降至28%、25%含水率时间分别较类型II品种早2~3 d、约2 d, 较类型IV品种早7~9 d、7~10 d, 较类型I品种早13~17 d、16~17 d。各类型品种籽粒由28%含水率降至25%水平, 所需时间约6~8 d。研究结果为各地合理选择粒收品种、确定适宜机械粒收时间提供了可行的技术方法。

致谢

李潮海、薛吉全、崔彦宏、张吉旺、张中东、张健、孔令杰等专家参与了黄淮海夏玉米播种日期的调查咨询, 在此表示衷心的感谢。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献 View Option 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1] 柳枫贺, 王克如, 李健, 王喜梅, 孙亚玲, 陈永生, 王玉华, 韩冬生, 李少昆 . 影响玉米机械收粒质量因素的分析
作物杂志, 2013, ( 4):116-119
URL [本文引用: 2]
研究玉米品种、子粒水分含量、产量水平、种植密度、种植行距、植株高度、穗位高度及收割速率等因素对玉米机械收粒质量(子粒破碎率、杂质率和损失率)的影响。结果表明,子粒含水量与机收时子粒破碎率、损失率和杂质率呈显著相关,子粒水分含量越高,机收子粒破碎率和杂质率越高,但田间损失率越低。不同来源品种机收质量特性表现出较大差异。
Liu F H, Wang K R, Li J, Wang X M, Sun Y L, Chen Y S, Wang Y H, Han D S, Li S K . Factors affecting corn mechanically harvesting grain quality
Crops, 2013, ( 4):116-119 (in Chinese with English abstract)
URL [本文引用: 2]
研究玉米品种、子粒水分含量、产量水平、种植密度、种植行距、植株高度、穗位高度及收割速率等因素对玉米机械收粒质量(子粒破碎率、杂质率和损失率)的影响。结果表明,子粒含水量与机收时子粒破碎率、损失率和杂质率呈显著相关,子粒水分含量越高,机收子粒破碎率和杂质率越高,但田间损失率越低。不同来源品种机收质量特性表现出较大差异。

[2] 谢瑞芝, 雷晓鹏, 王克如, 郭银巧, 柴宗文, 侯鹏, 李少昆 . 黄淮海夏玉米籽粒机械收获研究初报
作物杂志, 2014, ( 2):76-79
URL [本文引用: 1]
设置不同玉米品种和收获时期试验,研究黄淮海地区夏玉米子粒机械收获的可能性及影响收获质量的因素。结果表明,选择适宜品种和收获时期,在黄淮海小麦/玉米一年两作区实施夏玉米机械直接收获子粒是可行的。影响收粒质量的主要因素是子粒水分含量,随含水量增加,机收时子粒损失率、破碎率和杂质率明显上升,适宜子粒收获的含水量建议控制在27%以内。
Xie R Z, Lei X P, Wang K R, Guo Y Q, Chai Z W, Hou P, Li S K . Research on corn mechanically harvesting grain quality in Huang-Huai-Hai plain
Crops, 2014, ( 2):76-79 (in Chinese with English abstract)
URL [本文引用: 1]
设置不同玉米品种和收获时期试验,研究黄淮海地区夏玉米子粒机械收获的可能性及影响收获质量的因素。结果表明,选择适宜品种和收获时期,在黄淮海小麦/玉米一年两作区实施夏玉米机械直接收获子粒是可行的。影响收粒质量的主要因素是子粒水分含量,随含水量增加,机收时子粒损失率、破碎率和杂质率明显上升,适宜子粒收获的含水量建议控制在27%以内。

[3] 王克如, 李少昆 . 玉米机械粒收破碎率研究进展
中国农业科学, 2017,50:2018-2026
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.007URL [本文引用: 1]
机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。
Wang K R, Li S K . Progresses in research on grain broken rate by mechanical grain harvesting
Sci Agric Sin, 2017,50:2018-2026 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.007URL [本文引用: 1]
机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。

[4] 王克如, 李少昆 . 玉米籽粒脱水速率影响因素分析
中国农业科学, 2017,50:2027-2035
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.008URL [本文引用: 1]
玉米收获时籽粒含水率是影响机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的技术与经济问题。当前玉米品种收获期籽粒含水率偏高不仅制约了中国玉米粒收技术的推广、影响到玉米收获及生产方式的转变,也严重影响了玉米品质。从国内外相关文献综述可见,收获期玉米籽粒含水率主要由生理成熟前后籽粒的脱水速率控制,该性状是可遗传的,品种间具有显著的差异;品种间脱水速率与苞叶、穗轴、籽粒特征及果穗大小等许多农艺性状有关;玉米生育后期的空气湿度（环境水分的饱和亏缺程度）、温度、日辐射、风速、降雨等生态气象因子对籽粒脱水速率具有重要影响;播期、种植密度、株行距、水肥管理等栽培措施对籽粒脱水也有一定影响。通过生理成熟时籽粒含水率和生理成熟后籽粒脱水速率参数可预测籽粒的适宜机械收获时间。本文建议,当前选择适当早熟、籽粒发育后期脱水快、成熟与收获时含水量低的品种是中国各玉米产区实现机械粒收技术的关键措施。同时,鉴于籽粒脱水速率受基因型、生态气象因素和栽培措施的共同作用,而中国玉米种植区域广、种植方式与品种类型多,因此,需要深入研究玉米籽粒脱水的生理机制,并在各产区针对籽粒脱水特征开展系统观测,为玉米机械粒收技术的推广和品质改善提供理论依据和技术支撑。
Wang K R, Li S K . Analysis of influencing factors on kernel dehydration rate of maize hybrids
Sci Agric Sin, 2017,50:2027-2035 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.008URL [本文引用: 1]
玉米收获时籽粒含水率是影响机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的技术与经济问题。当前玉米品种收获期籽粒含水率偏高不仅制约了中国玉米粒收技术的推广、影响到玉米收获及生产方式的转变,也严重影响了玉米品质。从国内外相关文献综述可见,收获期玉米籽粒含水率主要由生理成熟前后籽粒的脱水速率控制,该性状是可遗传的,品种间具有显著的差异;品种间脱水速率与苞叶、穗轴、籽粒特征及果穗大小等许多农艺性状有关;玉米生育后期的空气湿度（环境水分的饱和亏缺程度）、温度、日辐射、风速、降雨等生态气象因子对籽粒脱水速率具有重要影响;播期、种植密度、株行距、水肥管理等栽培措施对籽粒脱水也有一定影响。通过生理成熟时籽粒含水率和生理成熟后籽粒脱水速率参数可预测籽粒的适宜机械收获时间。本文建议,当前选择适当早熟、籽粒发育后期脱水快、成熟与收获时含水量低的品种是中国各玉米产区实现机械粒收技术的关键措施。同时,鉴于籽粒脱水速率受基因型、生态气象因素和栽培措施的共同作用,而中国玉米种植区域广、种植方式与品种类型多,因此,需要深入研究玉米籽粒脱水的生理机制,并在各产区针对籽粒脱水特征开展系统观测,为玉米机械粒收技术的推广和品质改善提供理论依据和技术支撑。

[5] 任佰朝, 高飞, 魏玉君, 董树亭, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺 . 冬小麦-夏玉米周年生产条件下夏玉米的适宜熟期与积温需求特性
作物学报, 2018,44:137-143
URL [本文引用: 3]
本研究旨在探讨冬小麦–夏玉米周年生产条件下黄淮海区夏玉米的适宜熟期与积温需求特性。选用郑单958(ZD958)、先玉335(XY335)、登海605(DH605)、登海618(DH618)和登海661(DH661),设置5月21日、5月31日、6月10日和6月20日4个播期,研究表明,播期对夏玉米生理成熟所需积温无显著影响,各品种生理成熟所需要的积温主要取决于品种自身的特性,DH618、XY335、ZD958、DH605、DH661的生育期和生理成熟所需要积温分别为110、112、116、116、121 d和2800、2880、2945、2950、3025°C d。冬小麦-夏玉米周年生产条件下,夏玉米最大可能的生长期约107~112 d(自6月15日至10月1~5日),积温约2800°C d,难以满足现有品种的生产需要。夏玉米直播晚收、冬小麦适期晚播有利于周年产量提高,但目前广泛推广的夏玉米品种生育期过长(约120 d),适时晚收仍难以完全生理成熟,机收籽粒损伤严重。可见,冬小麦–夏玉米周年生产条件下夏玉米最大可能的生长期和有效积温不能满足目前广泛推广的夏玉米品种所需生育持续期和积温,且适时晚收仍难以完全生理成熟,黄淮海区亟需生育期适宜(生育期≤107 d)的高产夏玉米新品种。
Ren B Z, Gao F, Wei Y J, Dong S T, Zhao B, Liu P, Zhang J W . Suitable maturity period and accumulated temperature of summer maize in wheat-maize double cropping system
Acta Agron Sin, 2018,44:137-143 (in Chinese with English abstract)
URL [本文引用: 3]
本研究旨在探讨冬小麦–夏玉米周年生产条件下黄淮海区夏玉米的适宜熟期与积温需求特性。选用郑单958(ZD958)、先玉335(XY335)、登海605(DH605)、登海618(DH618)和登海661(DH661),设置5月21日、5月31日、6月10日和6月20日4个播期,研究表明,播期对夏玉米生理成熟所需积温无显著影响,各品种生理成熟所需要的积温主要取决于品种自身的特性,DH618、XY335、ZD958、DH605、DH661的生育期和生理成熟所需要积温分别为110、112、116、116、121 d和2800、2880、2945、2950、3025°C d。冬小麦-夏玉米周年生产条件下,夏玉米最大可能的生长期约107~112 d(自6月15日至10月1~5日),积温约2800°C d,难以满足现有品种的生产需要。夏玉米直播晚收、冬小麦适期晚播有利于周年产量提高,但目前广泛推广的夏玉米品种生育期过长(约120 d),适时晚收仍难以完全生理成熟,机收籽粒损伤严重。可见,冬小麦–夏玉米周年生产条件下夏玉米最大可能的生长期和有效积温不能满足目前广泛推广的夏玉米品种所需生育持续期和积温,且适时晚收仍难以完全生理成熟,黄淮海区亟需生育期适宜(生育期≤107 d)的高产夏玉米新品种。

[6] 杨国航, 张春原, 孙世贤, 刘春阁, 王卫红, 赵久然 . 夏玉米子粒收获期判定方法研究
作物杂志, 2006, ( 5):11-13
DOI:10.3969/j.issn.1001-7283.2006.05.004URL [本文引用: 2]
夏玉米子粒收获期判定指标研究 结果表明:当子粒黑层形成(达到生理成熟)时,子粒含水量在33%左右,果穗苞叶完全苍皮,可作为收获期标准。个别品种稍有差异。子粒乳线位置年际间变化 较大,不能充分反映生理成熟状况。试验操作中,判断夏玉米子粒生理成熟期的简单方法是果穗苞叶达到完全苍皮后,查看果穗中部子粒黑层是否出现。如果出现, 即确定其达到生理成熟。大田生产中,当果穗苞叶完全苍皮,中部子粒黑层出现后,应适当延时收获,有利于光合产物继续向未达到成熟的子粒输送,并可有效降低 子粒含水量,避免收获后不易储藏,发生粒腐。
Yang G H, Zhang C Y, Sun S X, Liu C G, Wang W H, Zhao J R . Study on the method of judging the harvest time of summer maize
Crops, 2006, ( 5):11-13 (in Chinese)
DOI:10.3969/j.issn.1001-7283.2006.05.004URL [本文引用: 2]
夏玉米子粒收获期判定指标研究 结果表明:当子粒黑层形成(达到生理成熟)时,子粒含水量在33%左右,果穗苞叶完全苍皮,可作为收获期标准。个别品种稍有差异。子粒乳线位置年际间变化 较大,不能充分反映生理成熟状况。试验操作中,判断夏玉米子粒生理成熟期的简单方法是果穗苞叶达到完全苍皮后,查看果穗中部子粒黑层是否出现。如果出现, 即确定其达到生理成熟。大田生产中,当果穗苞叶完全苍皮,中部子粒黑层出现后,应适当延时收获,有利于光合产物继续向未达到成熟的子粒输送,并可有效降低 子粒含水量,避免收获后不易储藏,发生粒腐。

[7] 周进宝, 杨国航, 孙世贤, 赵久然 . 黄淮海夏播玉米区玉米生产现状和发展趋势
作物杂志, 2008, ( 2):4-7
DOI:10.3969/j.issn.1001-7283.2008.02.002URL [本文引用: 2]
对黄淮海夏播区玉米生产与科研现状、存在的问题及未来发展趋势进行了初步的分析。本区热量较为充足，雨热同季，可一年两熟，这一区域主要种植夏播玉米，一般种植较早熟的品种；地区间整体农业条件差异相对较小，水资源总体比较缺乏；自然灾害较多，尤其在玉米生长季节多大风、大雨。目前推广面积较大的品种多与塘四平头血缘有关，本区推广种植面积最大的品种为郑单958，约占本区种植面积的35％以上。在大面积利用的种质资源中，对茎腐病、弯孢茵叶斑病、矮花叶病等病害的抗源较少。
Zhou J B, Yang G H, Sun S X, Zhao J R . Current situation and prospect of maize production in the Huang-Huai-Hai summer maize region
Crops, 2008, ( 2):4-7 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.3969/j.issn.1001-7283.2008.02.002URL [本文引用: 2]
对黄淮海夏播区玉米生产与科研现状、存在的问题及未来发展趋势进行了初步的分析。本区热量较为充足，雨热同季，可一年两熟，这一区域主要种植夏播玉米，一般种植较早熟的品种；地区间整体农业条件差异相对较小，水资源总体比较缺乏；自然灾害较多，尤其在玉米生长季节多大风、大雨。目前推广面积较大的品种多与塘四平头血缘有关，本区推广种植面积最大的品种为郑单958，约占本区种植面积的35％以上。在大面积利用的种质资源中，对茎腐病、弯孢茵叶斑病、矮花叶病等病害的抗源较少。

[8] 刘京宝, 房志勇, 赵霞, 黄璐, 夏来坤, 冯保荣, 刘麦囤 . 河南省夏玉米最佳收获期研究
河南农业科学, 2011,40(6):46-48
Magsci [本文引用: 1]
<span id="ChDivSummary" name="ChDivSummary">为了确定河南省夏玉米最佳收获期,2009年利用48个玉米新品种(组合)进行了夏玉米最佳收获期研究,结果表明,当籽粒黑层形成(达到生理成熟)时,籽粒含水量在25%～35%,果穗苞叶完全变干,彻底松散,可作为收获期标准。个别品种稍有差异。籽粒乳线位置品种间变化较大,如10月10日,2个品种籽粒乳线消失,6个品种乳线位置在70%～80%,10个品种在80%～90%,30个品种在90%～100%,乳线消失不能作为收获期的标准。在河南省一年两熟制地区,10月上旬为夏玉米的最佳收获期。&nbsp;</span>
Liu J B, Fang Z Q, Zhao X, Huang L, Xia L K, Feng B R, Liu M T . Study on optimum harvest date of summer maize in Henan province
J Henan Agric Sci, 2011,40(6):46-48 (in Chinese with English abstract)
Magsci [本文引用: 1]
<span id="ChDivSummary" name="ChDivSummary">为了确定河南省夏玉米最佳收获期,2009年利用48个玉米新品种(组合)进行了夏玉米最佳收获期研究,结果表明,当籽粒黑层形成(达到生理成熟)时,籽粒含水量在25%～35%,果穗苞叶完全变干,彻底松散,可作为收获期标准。个别品种稍有差异。籽粒乳线位置品种间变化较大,如10月10日,2个品种籽粒乳线消失,6个品种乳线位置在70%～80%,10个品种在80%～90%,30个品种在90%～100%,乳线消失不能作为收获期的标准。在河南省一年两熟制地区,10月上旬为夏玉米的最佳收获期。&nbsp;</span>

[9] 杨茜, 相姝楠 . 一年两熟地区玉米生产机械化中的农机农艺适应性问题初探
中国农机化学报, 2013,34(2):59-61
[本文引用: 1]

Yang Q, Xiang S N . The agricultural machinery & agronomic adaptability solution of the corn production mechanization in the area of two seasoned crops
J Chin Agric Mechanization, 2013,34(2):59-61 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[10] 李璐璐, 谢瑞芝, 王克如, 明博, 侯鹏, 李少昆 . 黄淮海夏玉米生理成熟期子粒含水率研究
作物杂志, 2017, ( 2):88-92
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.015 [本文引用: 1]
为明确夏玉米生理成熟期子粒含水率及其影响因素,2014-2016年,以郑单958、先玉335等玉米品种为研究对象,分别在北京和河南新乡开展品种比较和播期研究.结果表明:生理成熟期玉米子粒含水率平均27.8％,在品种间存在极显著差异,变幅为21.5％～33.1％,按80％置信区间为24.2％～31.4％;环境条件对子粒达到生理成熟的时间和含水率有极显著影响,且环境和品种之间具有明显的交互作用;生理成熟期子粒含水率高低与授粉到生理成熟经历的天数之间相关度较低.夏玉米区主栽品种郑单958、先玉335、农华101、中单909、京农科728、华美1号和农华816生理成熟期子粒含水率平均值分别为28.4％、24.9％、27.9％、29.1％、28.7％、29.2％和29.9％.
Li L L, Xie R Z, Wang K R, Ming B, Hou P, Li S K . Kernel moisture content of summer maize at physiological maturity in Huanghuaihai region
Crops, 2017, ( 2):88-92 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.015 [本文引用: 1]
为明确夏玉米生理成熟期子粒含水率及其影响因素,2014-2016年,以郑单958、先玉335等玉米品种为研究对象,分别在北京和河南新乡开展品种比较和播期研究.结果表明:生理成熟期玉米子粒含水率平均27.8％,在品种间存在极显著差异,变幅为21.5％～33.1％,按80％置信区间为24.2％～31.4％;环境条件对子粒达到生理成熟的时间和含水率有极显著影响,且环境和品种之间具有明显的交互作用;生理成熟期子粒含水率高低与授粉到生理成熟经历的天数之间相关度较低.夏玉米区主栽品种郑单958、先玉335、农华101、中单909、京农科728、华美1号和农华816生理成熟期子粒含水率平均值分别为28.4％、24.9％、27.9％、29.1％、28.7％、29.2％和29.9％.

[11] 郭庆辰, 康浩冉, 王丽娥, 刘洪泉, 陈艳花, 白光红, 窦秉德 . 黄淮区籽粒机收玉米标准及育种模式探讨
农业科技通讯, 2016, ( 1):159-162
DOI:10.3969/j.issn.1000-6400.2016.01.053URL [本文引用: 2]
基于隆平华研种业的育种实践和农业部关于籽粒机收玉米的现行标准,提出了机收净籽粒和机收干籽粒的品种标准,机收净籽粒和干籽粒的水分分别控制在20%和16%以内,破碎率控制在3%和1%以内。并阐述了实现这个育种目标的杂交模式。通过试验结果的分析,认为早熟和脱水快是机收玉米的首要核心性状,抗倒抗病是机收玉米的必要支持性状;实现机收丰产的主要途径是提高玉米种植密度。
Guo Q C, Kang H R, Wang L E, Liu H Q, Chen Y H, Bai G H, Dou B D . The standard of corn grain mechanical harvest and breeding mode in Huang-Huai Region
. Bull Agric Sci Technol, 2016, ( 1):159-162 (in Chinese)
DOI:10.3969/j.issn.1000-6400.2016.01.053URL [本文引用: 2]
基于隆平华研种业的育种实践和农业部关于籽粒机收玉米的现行标准,提出了机收净籽粒和机收干籽粒的品种标准,机收净籽粒和干籽粒的水分分别控制在20%和16%以内,破碎率控制在3%和1%以内。并阐述了实现这个育种目标的杂交模式。通过试验结果的分析,认为早熟和脱水快是机收玉米的首要核心性状,抗倒抗病是机收玉米的必要支持性状;实现机收丰产的主要途径是提高玉米种植密度。

[12] 李璐璐, 雷晓鹏, 谢瑞芝, 王克如, 侯鹏, 张凤路, 李少昆 . 夏玉米机械粒收质量影响因素分析
中国农业科学, 2017,50:2044-2051
[本文引用: 1]

Li L L, Lei X P, Xie R Z, Wang K R, Hou P, Zhang F L, Li S K . Analysis of influential factors on mechanical grain harvesting quality of summer maize
Sci Agric Sin, 2017,50:2044-2051 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[13] 柴宗文, 王克如, 郭银巧, 谢瑞芝, 李璐璐, 侯鹏, 刘朝巍, 初振东, 张万旭, 张国强, 刘广周, 李少昆 . 玉米机械籽粒收获质量现状及其与水分含量的关系
中国农业科学, 2017,50:2036-2043
[本文引用: 1]

Chai Z W, Wang K R, Guo Y Q, Xie R Z, Li L L, Hou P, Liu C W, Chu Z D, Zhang W X, Zhang G Q, Liu G Z, Li S K . Current status of maize mechanical grain harvesting and its relationship with grain moisture content
Sci Agric Sin, 2017,50:2036-2043 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[14] 李璐璐, 薛军, 谢瑞芝, 王克如, 明博, 侯鹏, 高尚, 李少昆 . 夏玉米籽粒含水率对机械粒收质量的影响
作物学报, 2018,44:1747-1754
[本文引用: 3]

Li L L, Xue J, Xie R Z, Wang K R, Ming B, Hou P, Gao S, Li S K . Effects of grain moisture content on mechanical grain harvesting quality of summer maize
Acta Agron Sin, 2018,44:1747-1754 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 3]

[15] 李少昆, 王克如, 谢瑞芝, 李璐璐, 明博, 侯鹏, 初振东, 张万旭, 刘朝巍 . 玉米子粒机械收获破碎率研究
作物杂志, 2017, ( 2):76-80
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.013URL [本文引用: 2]
子粒破碎率是评价玉米子粒机械收获质量的重要指标。2011-2016年在全国16省(市、区)194个地块开展子粒机械收获质量测试,对获取的2450组样本数据的统计表明,当前玉米子粒机械收获破碎率均值为8.56%,高于国标["玉米收获机械技术条件"(GB/T 21961-2008)]≤5%的要求,破碎率偏高是我国玉米子粒机械收获存在的主要质量问题。破碎率与收获时玉米子粒含水率呈极显著正相关,2450组样本子粒含水率平均值达到26.65%,两者呈二次多项式关系,水分偏高是导致当前我国玉米子粒收获破碎率高的主要原因;不同收获机械及其作业对子粒破碎率也会产生显著影响;此外,玉米生育和收获期间生态环境因素、栽培措施对破碎率也有影响。培育早熟、脱水速率快、收获期含水率低及抗破碎性好的品种,研发推广破碎率低的收获机械和选择最佳收获期收获是解决破碎率高的主要措施,而在收获时根据玉米生长、成熟和子粒水分状况及时检查与调试收获机械参数也有助于降低破碎率。
Li S K, Wang K R, Xie R Z, Li L L, Ming B, Hou P, Chu Z D, Zhang W X, Liu C W . Grain breakage rate of maize by mechanical harvesting in China
Crops, 2017, ( 2):76-80 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.013URL [本文引用: 2]
子粒破碎率是评价玉米子粒机械收获质量的重要指标。2011-2016年在全国16省(市、区)194个地块开展子粒机械收获质量测试,对获取的2450组样本数据的统计表明,当前玉米子粒机械收获破碎率均值为8.56%,高于国标["玉米收获机械技术条件"(GB/T 21961-2008)]≤5%的要求,破碎率偏高是我国玉米子粒机械收获存在的主要质量问题。破碎率与收获时玉米子粒含水率呈极显著正相关,2450组样本子粒含水率平均值达到26.65%,两者呈二次多项式关系,水分偏高是导致当前我国玉米子粒收获破碎率高的主要原因;不同收获机械及其作业对子粒破碎率也会产生显著影响;此外,玉米生育和收获期间生态环境因素、栽培措施对破碎率也有影响。培育早熟、脱水速率快、收获期含水率低及抗破碎性好的品种,研发推广破碎率低的收获机械和选择最佳收获期收获是解决破碎率高的主要措施,而在收获时根据玉米生长、成熟和子粒水分状况及时检查与调试收获机械参数也有助于降低破碎率。

[16] 赵明, 李少昆, 董树亭, 张东兴, 王璞, 薛吉全, 高聚林, 孙士明, 张吉旺, 刘鹏, 刘永红, 王永军 . 美国玉米生产关键技术与中国现代玉米生产发展的思考: 赴美国考察报告
作物杂志, 2011, ( 5):1-3
[本文引用: 1]

Zhao M, Li S K, Dong S T, Zhang D X, Wang P, Xue J Q, Gao J L, Sun S M, Zhang J W, Liu P, Liu Y H, Wang Y J . The key technology of American maize production and the development of modern maize production in China: a study report after visiting the United States
Crops, 2011, ( 5):1-3 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[17] 李少昆 . 美国玉米生产技术特点与启示
玉米科学, 2013,21(3):1-5
DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2013.03.001URL [本文引用: 1]
从玉米品种熟期选择、农事操作及玉米生育进程、土壤耕作类型与整地、灌溉与施肥、绿色覆盖作物及精准农业技术等方面介绍美国玉米生产的技术特点，并比较分析中美玉米生产的气候条件、生育进程差异，提出高产与高效协同发展、简化农事操作、推进子粒收获等建议。
Li S K . Characteristics and enlightenment of corn production technologies in the U.S
J Maize Sci, 2013,21(3):1-5 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.3969/j.issn.1005-0906.2013.03.001URL [本文引用: 1]
从玉米品种熟期选择、农事操作及玉米生育进程、土壤耕作类型与整地、灌溉与施肥、绿色覆盖作物及精准农业技术等方面介绍美国玉米生产的技术特点，并比较分析中美玉米生产的气候条件、生育进程差异，提出高产与高效协同发展、简化农事操作、推进子粒收获等建议。

[18] 李璐璐, 谢瑞芝, 范盼盼, 雷晓鹏, 王克如, 侯鹏, 李少昆 . 郑单958与先玉335子粒脱水特征研究
玉米科学, 2016,24(2):57-61
[本文引用: 1]
以目前我国种植面积最大的玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,对其子粒脱水情况及相关因素进行初步分析。研究结果表明,子粒含水率与脱水速率均随生育进程的推进不断降低,但两个品种差异明显。生理成熟时,郑单958子粒含水率为27.19%~30.51%,先玉335为24.61%~26.78%,较郑单958低2.58~3.73个百分点。含水率稳定时,郑单958和先玉335的子粒含水率分别为21.77%和16.96%,先玉335较郑单958低4.81个百分点。郑单958的子粒脱水速率低于先玉335,调查范围内该品种子粒含水率均高于先玉335。相关分析显示,子粒含水率变化与苞叶、穗轴的含水率变化呈极显著正相关,与穗柄含水率变化无相关性,苞叶和穗柄的含水率品种间差异不显著,穗轴含水率则有明显的品种间差异。
Li L L, Xie R Z, Fan P P, Lei X P, Wang K R, Hou P, Li S K . Study on dehydration in kernel between Zhengdan 958 and Xianyu 335
J Maize Sci, 2016,24(2):57-61 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]
以目前我国种植面积最大的玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,对其子粒脱水情况及相关因素进行初步分析。研究结果表明,子粒含水率与脱水速率均随生育进程的推进不断降低,但两个品种差异明显。生理成熟时,郑单958子粒含水率为27.19%~30.51%,先玉335为24.61%~26.78%,较郑单958低2.58~3.73个百分点。含水率稳定时,郑单958和先玉335的子粒含水率分别为21.77%和16.96%,先玉335较郑单958低4.81个百分点。郑单958的子粒脱水速率低于先玉335,调查范围内该品种子粒含水率均高于先玉335。相关分析显示,子粒含水率变化与苞叶、穗轴的含水率变化呈极显著正相关,与穗柄含水率变化无相关性,苞叶和穗柄的含水率品种间差异不显著,穗轴含水率则有明显的品种间差异。

[19] 李璐璐, 明博, 谢瑞芝, 王克如, 侯鹏, 李少昆 . 玉米品种穗部性状差异及其对籽粒脱水的影响
中国农业科学, 2018,51:1855-1867
URL [本文引用: 1]

Li L L, Ming B, Xie R Z, Wang K R, Hou P, Li S K . Differences of ear characters in maize and their effects on grain dehydration
Sci Agric Sin, 2018,51:1855-1867 (in Chinese with English abstract)
URL [本文引用: 1]

[20] 李璐璐, 明博, 高尚, 谢瑞芝, 侯鹏, 王克如, 李少昆 . 夏玉米籽粒脱水特性及与灌浆特性关系的研究
中国农业科学, 2018,51:1878-1889
[本文引用: 4]

Li L L, Ming B, Gao S, Xie R Z, Hou P, Wang K R, Li S K . Study on grain dehydration characteristics of maize and its relationship with grain filling
Sci Agric Sin, 2018,51:1878-1889 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 4]

[21] China Meteorological Data Sharing Service System. National Meteorological Information Center. Beijing
2017-3-15].
URL [本文引用: 1]

[22] 李军, 游松财, 黄敬峰 . 中国1961-2000年月平均气温空间插值方法与空间分布
生态环境, 2006,15(1):109-114
[本文引用: 1]

Li J, You S C, Huang J F . Spatial interpolation method and spatial distribution characteristics of monthly mean temperature in China during 1961-2000
Ecol Environ, 2006,15(1):109-114 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[23] 杨扬, 杨建宇, 李绍明, 张晓东, 朱德海 . 玉米生育期空间插值方法比较
农业工程学报, 2009,25(9):163-167
DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2009.09.029URLMagsci [本文引用: 1]
采用合适的空间插值方法可以估计全国主产区玉米生育期的空间分布情况，从而指导不同地区的种植生产。该文通过比较反距离加权法、径向基函数法、克里格法等插值方法的异同，以调查县夏播玉米5个阶段的生育期为数据源，对黄淮海夏播玉米区生育期的数据进行空间插值处理，并使用交叉验证对表面精度进行分析。结果表明：播种期、出苗期和成熟期的最适合插值方法为径向基函数法，其均方根预测误差分别为5.077、5.320、5.243 d，拔节期和抽雄期的最佳插值方法为反距离加权法，其均方根预测误差分别为7.826、6.403 d；播种期和出苗期由西南至东北逐渐延后，其余阶段生育期以东南至西北为中轴线向两侧逐渐延后。
Yang Y, Yang J Y, Li S M, Zhang X D, Zhu D H . Comparison of spatial interpolation methods for maize growth period
Trans CSAE, 2009,25(9):163-167 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2009.09.029URLMagsci [本文引用: 1]
采用合适的空间插值方法可以估计全国主产区玉米生育期的空间分布情况，从而指导不同地区的种植生产。该文通过比较反距离加权法、径向基函数法、克里格法等插值方法的异同，以调查县夏播玉米5个阶段的生育期为数据源，对黄淮海夏播玉米区生育期的数据进行空间插值处理，并使用交叉验证对表面精度进行分析。结果表明：播种期、出苗期和成熟期的最适合插值方法为径向基函数法，其均方根预测误差分别为5.077、5.320、5.243 d，拔节期和抽雄期的最佳插值方法为反距离加权法，其均方根预测误差分别为7.826、6.403 d；播种期和出苗期由西南至东北逐渐延后，其余阶段生育期以东南至西北为中轴线向两侧逐渐延后。

[24] 刘勤, 严昌荣, 梅旭荣, 杨建莹, 翟治芬 . 基于地理和气象要素的春玉米生育期栅格化方法
生态学报, 2011,31:4056-4061
[本文引用: 1]

Liu Q, Yan C R, Mei X R, Yang J Y, Zhai Z F . Integrating geographic features and weather data for methodology of rasterizing spring maize growth stages
Acta Ecol Sin, 2011,31:4056-4061 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[25] 佟屏亚 . 中国玉米种植区划. 北京: 中国农业科技出版社, 1992. pp 6-16
[本文引用: 1]

Tong P Y. Maize Plant District in China. Beijing: Chinese Agricultural Science and Technology Press, 1992. pp 6-16(in Chinese)
[本文引用: 1]

[26] 李萌, 申双和, 吕厚荃, 韩艳, 褚荣浩, 沙修竹 . 气候变化情景下黄淮海区域热量资源及夏玉米温度适宜度
大气科学学报, 2016,39:391-399
[本文引用: 1]

Li M, Shen S H, Lyu H Q, Han Y, Chu R H, Sha X Z . Thermal resources and summer maize temperature suitability in the Huang-Huai-Hai region under future climate change
Trans Atmos Sci, 2016,39:391-399 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[27] 田宏伟 . 黄淮海地区玉米生育期农业气候资源分析
气象与环境科学, 2016,39(4):56-61
DOI:10.16765/j.cnki.1673-7148.2016.04.009URL [本文引用: 1]
为指导气候变化背景下黄淮海地区夏玉米种植科学布局,提高气候资源利用率,本研究基于黄淮海地区179个气象站1971-2013年逐日地面气象观测资料,采用气候倾向率及空间分析等方法,从光、温、水等角度研究了夏玉米生育期农业气候资源的时空分布及变化特征.结果显示:黄淮海地区日照时数及太阳辐射空间分布为南低北高,呈逐渐减少的趋势,递减率分别为3.9157 h·a-1和2.6754 MJ·m-2·a-1,且中部地区递减率高于边缘地区的;≥10℃积温为1630-2699℃·d,南高北低,呈逐年增加趋势,递增率为2.0764℃·d·a-1,沿海地区递增速率大于内陆的;可生长日数空间分布为南多北少,逐年增加,增加量更多来自于≥15℃终日的后推,递增率为0.1302d·a-1,东南部递增率大于西北部的;累积降水量为320-950 mm,空间分布为东南多西北少,南部及北部呈减少趋势,中部呈增多趋势,全区域变化趋势不明显,但年际波动幅度较大.
Tian H W . Study on agricultural climate resources in Huang-Huai-Hai area during summer maize growing season
Meteorol Environ Sci, 2016,39(4):56-61 (in Chinese with English abstract)
DOI:10.16765/j.cnki.1673-7148.2016.04.009URL [本文引用: 1]
为指导气候变化背景下黄淮海地区夏玉米种植科学布局,提高气候资源利用率,本研究基于黄淮海地区179个气象站1971-2013年逐日地面气象观测资料,采用气候倾向率及空间分析等方法,从光、温、水等角度研究了夏玉米生育期农业气候资源的时空分布及变化特征.结果显示:黄淮海地区日照时数及太阳辐射空间分布为南低北高,呈逐渐减少的趋势,递减率分别为3.9157 h·a-1和2.6754 MJ·m-2·a-1,且中部地区递减率高于边缘地区的;≥10℃积温为1630-2699℃·d,南高北低,呈逐年增加趋势,递增率为2.0764℃·d·a-1,沿海地区递增速率大于内陆的;可生长日数空间分布为南多北少,逐年增加,增加量更多来自于≥15℃终日的后推,递增率为0.1302d·a-1,东南部递增率大于西北部的;累积降水量为320-950 mm,空间分布为东南多西北少,南部及北部呈减少趋势,中部呈增多趋势,全区域变化趋势不明显,但年际波动幅度较大.

[28] 李新平, 黄进勇 . 黄淮海平原麦玉玉三熟高效种植模式复合群体生态效应研究
植物生态学报, 2001,25:476-482
[本文引用: 1]

Li X P, Huang J Y . Micro-environmental effects and productivity of complex crop communities in the wheat/corn/corn crop patterns in Huang-Huai-Hai plain
Acta Phytoecol Sin, 2001,25:476-482 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[29] 赵秉强, 张福锁, 李增嘉, 李凤超, 劳秀荣, 史春余, 董庆裕, 张骏, 刘嘉军, 杨恩学 . 黄淮海农区集约种植制度的超高产特性研究
中国农业科学, 2001,34:649-655
[本文引用: 1]

Zhao B Q, Zhang F S, Li Z J, Li F C, Lao X R, Shi C Y, Dong Q Y, Zhang J, Liu J J, Yang E X . Studies on the super-high yield characteristics of three intensive multiple cropping systems in Huang-Huai-Hai area
Sci Agric Sin, 2001,34:649-655 (in Chinese with English abstract)
[本文引用: 1]

[30] 王海霞 . 黄淮海北部平原区资源节约型种植制度研究.
中国农业科学院硕士学位论文,北京, 2011
URL [本文引用: 1]
黄淮海平原区是我国农业生产中面临各种效益冲突的典型地区,有限的水、肥、耕地资源能否可持续利用直接关系到该区乃至全国农业的可持续发展。发展资源节约型农作制技术是实现我国以及该区农业资源高效利用和保证粮食安全的重要途径。因此,从资源合理高效利用和可持续发展角度考虑,在该区开展获取典型区域不同作物生长基础参数的田间试验研究显得十分必要,这能为我们探索构建资源节约、高效利用的种植制度与配套技术体系提供理论基础和实践依据。研究以河北省吴桥县为试验基地,开展了节水、节肥、节地等资源节约、高效利用试验,系统研究了不同灌溉模式、施肥模式、水肥模式对冬小麦-夏玉米的生长发育、产量、耗水特征、水肥利用的影响,并比较了不同种植模式下各种作物的产量、资源利用及经济效益等,目的是筛选适合当地生产的比较效益最优的节水灌溉模式、节肥模式、水肥高效利用模式和种植模式。研究的主要结果如下: 1.节水灌溉模式试验研究结果表明:(1)三种灌溉模式下,冬小麦全生育期对土壤水的消耗随灌溉量的增加而减少,夏玉米季总耗水量随冬小麦季灌溉量的增加而增加。浇两水(底墒水75mm+拔节水90mm,W2)处理和浇三水(底墒水75mm+拔节水90mm+灌浆水60mm,W3)处理周年作物总产量均显著高于浇一水(底墒水75mm,W1)处理,增幅分别为8.7%和12.5%。W2处理冬小麦水分利用效率(WUE)比W3高11.1%,而其夏玉米水分利用效率(WUE)与W3处理差异不显著。W2和W1处理的周年水分利用效率(WUET)分别为21.28和21.60 kg/mm/hm~2,比W3处理分别高7.8%和9.4%。综合周年产量、耗水量和水分利用效率,W2是较好的节水丰产灌溉模式。(2)不同冬小麦品种间节水潜力有较大差异。相同灌溉量下,石麦15的产量均高于济麦22,其中石麦15浇二水处理(T22)的WUE最高,达20.22 kg/mm/hm~2,比济麦22浇二水(T12)高21.9%,比济麦22浇三水(T13)高7.4%。这说明,石麦15有一定的节水高产优势,在水资源紧缺的黄淮海北部平原区将适宜的品种与优化的灌溉相结合,有利于冬小麦当季节水增产,且冬小麦季进行节水栽培(W2)能保证周年作物高产稳产和较高的水分利用效率。 2.节肥模式试验研究结果表明:(1)节肥方案1(FS1:冬小麦、夏玉米均每公顷基施纯N、P2O5、K2O分别为:157.5kg、138kg、112.5kg)的冬小麦长势相对较好,产量最高,达7897.6kg/hm~2,显著高于其它四种施肥模式。FS1模式下冬小麦的WUE最高,比CK(不施肥)的籽粒WUE、生物WUE和WUEI分别提高57.7%、43.9%和27.0%。FS1较其它四种施肥模式的氮素生理效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率都保持了较高水平,表明FS1模式对提高冬小麦氮肥效应有显著作用。(2)FS1模式下冬小麦-夏玉米的总产量高于其它四种模式。周年籽粒WUE以FS1模式为最高,周年氮肥农学效率以FS1最高。结合耕层土壤养分含量在不同施肥模式下的变化,FS1施肥模式综合效应较好,优于其他模式,该模式保证了冬小麦-夏玉米的高产和高水肥利用效率并且较好的改善了土壤养分含量,效益显著。 3.水肥模式试验研究结果表明:(1)五种水肥模式(分别为水肥方案A、B、C、D、E)周年实际总产量表现为:ADBCE,相对于E,A、D、B、C模式分别提高的幅度为23.3%、11.34%、8.04%和6.19%。(2)冬小麦-夏玉米周年总耗水量随冬小麦季灌水量的增加而增加,A模式达最高为938.8mm,比D模式高出129.9mm。周年籽粒WUE以D模式最好,为22.57kg /mm/hm2,比A、B、C、E四种模式分别高出10.5%、13.4%、8.7%和13.9%,表明冬小麦季浇返青水的B模式只是增加了总耗水量,对产量的增加和水分利用效率的提高几乎无贡献。(3)周年氮素生理效率,D模式稍高于其他模式,但五种模式基本相同。周年氮肥偏生产力表现为DCEAB,表明,D、C的氮肥评价效应要好于A、B、E,而D模式相对C要更胜一筹。从经济、节水的角度综合来看,水肥投入均较少的D模式(冬小麦一底一拔节水+氮肥一底一追配合夏玉米氮肥一底一追)为最佳水肥高效利用模式。 4.种植模式试验研究结果表明:(1)一年两熟制三种模式的年平均产量大于两年三熟制三种模式的年平均产量,大于一年一熟制的春棉花。两年内,一年两熟制的冬小麦—夏玉米模式的总产量最高,显著高于其他种植模式。(2)三种熟制两年总耗水量表现为:一年两熟一年一熟两年三熟,以两年三熟最为省水。七种模式总WUE以冬小麦-夏玉米最高,达到18.0kg/mm/hm2,春玉米→冬小麦-夏玉米次之,为16.6kg/mm/hm2。(3)从用水效益来看,研究区一年一熟制的春棉花和一年两熟制的冬小麦—夏玉米经济效益最大。(4)从产投比考虑,两年内春棉花、春玉米→麦-玉和冬小麦—夏玉米三种模式较好,其中,春棉花模式产投比最高达2.71,且两年内系统纯收益也以这三种模式显著高于其它四种模式。(5)综合分析表明,适合研究区的种植模式为:一年两熟制的冬小麦—夏玉米、春棉花单作,两年三熟制的春玉米→冬小麦-夏玉米,而其它四种模式因各方面的效益较低,因此可以考虑适当压缩种植面积。因两年内春玉米→麦-玉种植模式比冬小麦—夏玉米总耗水量节省257.3mm,且考虑到该区严重缺水的现实,春玉米→冬小麦-夏玉米两年三熟模式可能是未来的较佳的熟制选择。
Wang H X . Study on Resource-saving Cropping Systems in Northern Region of Huang-Huai-Hai Plain.
MS Thesis of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing,China, 2011 (in Chinese with English abstract)
URL [本文引用: 1]
黄淮海平原区是我国农业生产中面临各种效益冲突的典型地区,有限的水、肥、耕地资源能否可持续利用直接关系到该区乃至全国农业的可持续发展。发展资源节约型农作制技术是实现我国以及该区农业资源高效利用和保证粮食安全的重要途径。因此,从资源合理高效利用和可持续发展角度考虑,在该区开展获取典型区域不同作物生长基础参数的田间试验研究显得十分必要,这能为我们探索构建资源节约、高效利用的种植制度与配套技术体系提供理论基础和实践依据。研究以河北省吴桥县为试验基地,开展了节水、节肥、节地等资源节约、高效利用试验,系统研究了不同灌溉模式、施肥模式、水肥模式对冬小麦-夏玉米的生长发育、产量、耗水特征、水肥利用的影响,并比较了不同种植模式下各种作物的产量、资源利用及经济效益等,目的是筛选适合当地生产的比较效益最优的节水灌溉模式、节肥模式、水肥高效利用模式和种植模式。研究的主要结果如下: 1.节水灌溉模式试验研究结果表明:(1)三种灌溉模式下,冬小麦全生育期对土壤水的消耗随灌溉量的增加而减少,夏玉米季总耗水量随冬小麦季灌溉量的增加而增加。浇两水(底墒水75mm+拔节水90mm,W2)处理和浇三水(底墒水75mm+拔节水90mm+灌浆水60mm,W3)处理周年作物总产量均显著高于浇一水(底墒水75mm,W1)处理,增幅分别为8.7%和12.5%。W2处理冬小麦水分利用效率(WUE)比W3高11.1%,而其夏玉米水分利用效率(WUE)与W3处理差异不显著。W2和W1处理的周年水分利用效率(WUET)分别为21.28和21.60 kg/mm/hm~2,比W3处理分别高7.8%和9.4%。综合周年产量、耗水量和水分利用效率,W2是较好的节水丰产灌溉模式。(2)不同冬小麦品种间节水潜力有较大差异。相同灌溉量下,石麦15的产量均高于济麦22,其中石麦15浇二水处理(T22)的WUE最高,达20.22 kg/mm/hm~2,比济麦22浇二水(T12)高21.9%,比济麦22浇三水(T13)高7.4%。这说明,石麦15有一定的节水高产优势,在水资源紧缺的黄淮海北部平原区将适宜的品种与优化的灌溉相结合,有利于冬小麦当季节水增产,且冬小麦季进行节水栽培(W2)能保证周年作物高产稳产和较高的水分利用效率。 2.节肥模式试验研究结果表明:(1)节肥方案1(FS1:冬小麦、夏玉米均每公顷基施纯N、P2O5、K2O分别为:157.5kg、138kg、112.5kg)的冬小麦长势相对较好,产量最高,达7897.6kg/hm~2,显著高于其它四种施肥模式。FS1模式下冬小麦的WUE最高,比CK(不施肥)的籽粒WUE、生物WUE和WUEI分别提高57.7%、43.9%和27.0%。FS1较其它四种施肥模式的氮素生理效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率都保持了较高水平,表明FS1模式对提高冬小麦氮肥效应有显著作用。(2)FS1模式下冬小麦-夏玉米的总产量高于其它四种模式。周年籽粒WUE以FS1模式为最高,周年氮肥农学效率以FS1最高。结合耕层土壤养分含量在不同施肥模式下的变化,FS1施肥模式综合效应较好,优于其他模式,该模式保证了冬小麦-夏玉米的高产和高水肥利用效率并且较好的改善了土壤养分含量,效益显著。 3.水肥模式试验研究结果表明:(1)五种水肥模式(分别为水肥方案A、B、C、D、E)周年实际总产量表现为:ADBCE,相对于E,A、D、B、C模式分别提高的幅度为23.3%、11.34%、8.04%和6.19%。(2)冬小麦-夏玉米周年总耗水量随冬小麦季灌水量的增加而增加,A模式达最高为938.8mm,比D模式高出129.9mm。周年籽粒WUE以D模式最好,为22.57kg /mm/hm2,比A、B、C、E四种模式分别高出10.5%、13.4%、8.7%和13.9%,表明冬小麦季浇返青水的B模式只是增加了总耗水量,对产量的增加和水分利用效率的提高几乎无贡献。(3)周年氮素生理效率,D模式稍高于其他模式,但五种模式基本相同。周年氮肥偏生产力表现为DCEAB,表明,D、C的氮肥评价效应要好于A、B、E,而D模式相对C要更胜一筹。从经济、节水的角度综合来看,水肥投入均较少的D模式(冬小麦一底一拔节水+氮肥一底一追配合夏玉米氮肥一底一追)为最佳水肥高效利用模式。 4.种植模式试验研究结果表明:(1)一年两熟制三种模式的年平均产量大于两年三熟制三种模式的年平均产量,大于一年一熟制的春棉花。两年内,一年两熟制的冬小麦—夏玉米模式的总产量最高,显著高于其他种植模式。(2)三种熟制两年总耗水量表现为:一年两熟一年一熟两年三熟,以两年三熟最为省水。七种模式总WUE以冬小麦-夏玉米最高,达到18.0kg/mm/hm2,春玉米→冬小麦-夏玉米次之,为16.6kg/mm/hm2。(3)从用水效益来看,研究区一年一熟制的春棉花和一年两熟制的冬小麦—夏玉米经济效益最大。(4)从产投比考虑,两年内春棉花、春玉米→麦-玉和冬小麦—夏玉米三种模式较好,其中,春棉花模式产投比最高达2.71,且两年内系统纯收益也以这三种模式显著高于其它四种模式。(5)综合分析表明,适合研究区的种植模式为:一年两熟制的冬小麦—夏玉米、春棉花单作,两年三熟制的春玉米→冬小麦-夏玉米,而其它四种模式因各方面的效益较低,因此可以考虑适当压缩种植面积。因两年内春玉米→麦-玉种植模式比冬小麦—夏玉米总耗水量节省257.3mm,且考虑到该区严重缺水的现实,春玉米→冬小麦-夏玉米两年三熟模式可能是未来的较佳的熟制选择。